El sol probablemente perdió un binario gemelo billones de años atrás
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Por Matt Williams, para Universe Today Junio 15 de 2017
Para nosotros, los terrícolas, la vida bajo un solo Sol es tal y como es. Pero con el desarrollo de la astronomía moderna, nos hemos dado cuenta del hecho de que el Universo está lleno de sistemas binarios e incluso triples. Por lo tanto, si la vida existe en planetas más allá de nuestro Sistema Solar, gran parte de ella podría estar acostumbrada a crecer bajo dos o incluso tres soles. Durante siglos, los astrónomos se han preguntado por qué esta diferencia existe y cómo los sistemas estelares llegaron a ser.
Mientras que algunos astrónomos sostienen que las estrellas individuales formaron y adquirieron a compañeros con el tiempo, otros han sugerido que los sistemas comenzaron como estrellas múltiples y perdieron a sus compañeros con el tiempo. Según un nuevo estudio de un equipo de UC Berkeley y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), parece que el Sistema Solar (y otras estrellas parecidas al Sol) pueden haber comenzado como sistemas binarios hace miles de millones de años.
Este estudio, titulado "Incrustados binarios y sus densos núcleos", (Embedded Binaries and Their Dense Cores) fue recientemente aceptado para su publicación en el Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. En ella, Sarah I. Sadavoy ― radioastrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía y CfA ― y Steven W. Stahler (un físico teórico de la UC Berkeley) explican cómo las encuestas por radio de un vivero estrelar llevaron a concluir que la mayoría estrellas parecidas al Sol comenzaron como sistemas binarios.
La nube molecular oscura, Barnard 68, es un vivero estelar que sólo puede ser estudiado usando radioastronomía. Crédito de la imagen: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO
Comenzaron examinando los resultados de la primera prospección de radio de la nube molecular gigante situada a unos 600 años luz de la Tierra en la constelación de Perseo. La Nube Molecular de Perseo. Este estudio, conocido como la encuesta VANDAM de VLA / ALMA, utilizó el Very Large Array en Nuevo México y el Arreglo de Milimetros / submilimetros de Atacama (ALMA) en Chile para realizar la primera encuesta de las estrellas jóvenes (< 4 millones de años) en esta región de formación estelar.
Durante varias décadas, los astrónomos han sabido que las estrellas nacen dentro de "viveros estelares", que son los densos núcleos que existen dentro de inmensas nubes de polvo y gas frío, el hidrógeno molecular. Estas nubes parecen agujeros en el campo estelar cuando se ven a través de un telescopio óptico, gracias a todos los granos de polvo que oscurecen la luz procedente de las estrellas que se forman dentro de ellos y de estrellas de fondo.
Los sondeos de radio son la única forma de sondear estas regiones formadoras de estrellas, ya que los granos de polvo emiten transmisiones de radio y tampoco las bloquean. Durante años, Stahler ha estado tratando de conseguir que los radio astrónomos examinen las nubes moleculares con la esperanza de recopilar información sobre la formación de estrellas jóvenes dentro de ellas. Con este fin, se acercó a Sarah Sadavoy ― miembro del equipo VANDAM ― y propuso una colaboración.
Ambos comenzaron su trabajo juntos realizando nuevas observaciones de estrellas simples y binarias dentro de las densas regiones centrales de la nube de Perseo. Como explicó Sadavoy en un comunicado de prensa de Berkeley News, el dúo buscaba pistas sobre si las estrellas jóvenes se formaban como individuos o en parejas:
Imagen infrarroja del Telescopio Espacial Hubble, que muestra un objeto brillante, en forma de abanico (cuadrante inferior derecho) que se piensa que es una estrella binaria que emite pulsos de luz a medida que las dos estrellas interactúan.. Crédito de la imagen: NASA/ESA/ J. Muzerolle (STScI)
Sus observaciones de la nube de Perseo revelaron una serie de Estrellas Clase 0 y Clase I ― aquellas que tienen menos de 500.000 años y 500.000 a 1 millón de años, respectivamente ― que estaban rodeadas de capullos en forma de huevo. Estas observaciones se combinaron con los resultados de VANDAM y otras encuestas de las regiones de formación estelar ―incluyendo el Gould Belt Survey y los datos recopilados por el instrumento SCUBA-2 en el James Clerk Maxwell Telescope en Hawai.
A partir de esto, crearon un censo de estrellas dentro de la nube de Perseo, que incluyó 55 estrellas jóvenes en 24 sistemas de múltiples estrellas (todos excepto cinco de ellos binarios) y 45 sistemas de una sola estrella. Lo que observaron fue que todos los sistemas binarios ampliamente separados - separados por más de 500 UA ― eran sistemas muy jóvenes que contenían dos estrellas Clase 0 que tendían a alinearse con el eje largo de sus núcleos densos en forma de huevo.
Mientras tanto, las estrellas binarias Clase I, ligeramente más viejas, estaban más juntas (separadas por aproximadamente 200 UA) y no tenían la misma tendencia en cuanto a su alineación. A partir de esto, los autores del estudio comenzaron a modelar matemáticamente múltiples escenarios para explicar esta distribución, y concluyeron que todas las estrellas con masas comparables a nuestro Sol comienzan como binarios de clase 0 amplios. Además, concluyeron que el 60% de estos se dividió en el tiempo, mientras que el resto se redujo para formar binarios ajustados.
"A medida que el huevo se contrae, la parte más densa del huevo estará hacia el medio, y que forma dos concentraciones de densidad a lo largo del eje central", dijo Stahler. "Estos centros de mayor densidad en algún momento se derrumban sobre sí mismos debido a su auto-gravedad para formar estrellas Clase 0. "Dentro de nuestra imagen, las únicas estrellas de baja masa y de sol no son primordiales. Son el resultado de la desintegración de binarios."
Las dos estrellas más brillantes de la constelación Centaurus, el sistema de estrellas binarias de Alpha Centauri. Crédito de la imagen: Wikipedia Commons/Skatebiker
Los descubrimientos de esta naturaleza nunca antes habían sido vistos ni probados. También implican que cada núcleo denso dentro de un vivero estelar (es decir, los capullos en forma de huevo, que típicamente comprenden unas pocas masas solares) convierte el doble de material en estrellas que se pensaba anteriormente. Como Stahler comentó:
Estos nuevos datos también podrían ser el comienzo de una nueva tendencia, en la que los astrónomos dependen de radiotelescopios para examinar regiones densas de formación estelar con la esperanza de presenciar más en forma de formaciones estelares. Con las recientes mejoras en el VLA y en el Arreglo de milimetros / submilimetros de Atacama (ALMA) en Chile, y los datos en curso proporcionados por la encuesta SCUBA-2 en Hawai, estos estudios podrían llegar más pronto que tarde.
Otra implicación interesante del estudio tiene que ver con algo conocido como la "hipótesis de Némesis". En el pasado, los astrónomos han conjeturado que una estrella compañera llamada "Némesis" existía dentro de nuestro Sistema Solar. Esta estrella fue llamada así porque la teoría sostenía que era responsable de patear el asteroide que causó la extinción de los dinosaurios en la órbita de la Tierra. Por desgracia, todos los intentos de encontrar Némesis terminaron en fracaso.
Impresión del artista del sistema binario de la estrella de Sirio, una estrella enana blanca en órbita alrededor de Sirio (una supergigante blanca). Crédito de la imagen: NASA, ESA and G. Bacon (STScI)
Como Steven Stahler indicó, estos hallazgos podrían interpretarse como una nueva toma de la teoría de Némesis:
Así, mientras que sus resultados no apuntan hacia una estrella alrededor de la extinción de los dinosaurios, es posible (e incluso muy plausible) que hace miles de millones de años, los planetas solares orbitaban alrededor de dos estrellas. Uno puede imaginar qué implicaciones esto podría tener para la historia temprana del sistema solar y cómo pudo haber afectado la formación planetaria. ¡Pero eso será el tema de futuros estudios, sin duda!
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Por Matt Williams, para Universe Today Junio 15 de 2017
Para nosotros, los terrícolas, la vida bajo un solo Sol es tal y como es. Pero con el desarrollo de la astronomía moderna, nos hemos dado cuenta del hecho de que el Universo está lleno de sistemas binarios e incluso triples. Por lo tanto, si la vida existe en planetas más allá de nuestro Sistema Solar, gran parte de ella podría estar acostumbrada a crecer bajo dos o incluso tres soles. Durante siglos, los astrónomos se han preguntado por qué esta diferencia existe y cómo los sistemas estelares llegaron a ser.
Mientras que algunos astrónomos sostienen que las estrellas individuales formaron y adquirieron a compañeros con el tiempo, otros han sugerido que los sistemas comenzaron como estrellas múltiples y perdieron a sus compañeros con el tiempo. Según un nuevo estudio de un equipo de UC Berkeley y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), parece que el Sistema Solar (y otras estrellas parecidas al Sol) pueden haber comenzado como sistemas binarios hace miles de millones de años.
Este estudio, titulado "Incrustados binarios y sus densos núcleos", (Embedded Binaries and Their Dense Cores) fue recientemente aceptado para su publicación en el Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. En ella, Sarah I. Sadavoy ― radioastrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía y CfA ― y Steven W. Stahler (un físico teórico de la UC Berkeley) explican cómo las encuestas por radio de un vivero estrelar llevaron a concluir que la mayoría estrellas parecidas al Sol comenzaron como sistemas binarios.
La nube molecular oscura, Barnard 68, es un vivero estelar que sólo puede ser estudiado usando radioastronomía. Crédito de la imagen: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO
Comenzaron examinando los resultados de la primera prospección de radio de la nube molecular gigante situada a unos 600 años luz de la Tierra en la constelación de Perseo. La Nube Molecular de Perseo. Este estudio, conocido como la encuesta VANDAM de VLA / ALMA, utilizó el Very Large Array en Nuevo México y el Arreglo de Milimetros / submilimetros de Atacama (ALMA) en Chile para realizar la primera encuesta de las estrellas jóvenes (< 4 millones de años) en esta región de formación estelar.
Durante varias décadas, los astrónomos han sabido que las estrellas nacen dentro de "viveros estelares", que son los densos núcleos que existen dentro de inmensas nubes de polvo y gas frío, el hidrógeno molecular. Estas nubes parecen agujeros en el campo estelar cuando se ven a través de un telescopio óptico, gracias a todos los granos de polvo que oscurecen la luz procedente de las estrellas que se forman dentro de ellos y de estrellas de fondo.
Los sondeos de radio son la única forma de sondear estas regiones formadoras de estrellas, ya que los granos de polvo emiten transmisiones de radio y tampoco las bloquean. Durante años, Stahler ha estado tratando de conseguir que los radio astrónomos examinen las nubes moleculares con la esperanza de recopilar información sobre la formación de estrellas jóvenes dentro de ellas. Con este fin, se acercó a Sarah Sadavoy ― miembro del equipo VANDAM ― y propuso una colaboración.
Ambos comenzaron su trabajo juntos realizando nuevas observaciones de estrellas simples y binarias dentro de las densas regiones centrales de la nube de Perseo. Como explicó Sadavoy en un comunicado de prensa de Berkeley News, el dúo buscaba pistas sobre si las estrellas jóvenes se formaban como individuos o en parejas:
"La idea que muchas estrellas forman con un compañero ha sido sugerida antes, pero la pregunta es: ¿cuántos? Basado en nuestro modelo simple, decimos que casi todas las estrellas forman con un compañero. La nube de Perseo se considera generalmente una región típica de formación de estrellas de baja masa, pero nuestro modelo necesita ser controlado en otras nubes.”
Imagen infrarroja del Telescopio Espacial Hubble, que muestra un objeto brillante, en forma de abanico (cuadrante inferior derecho) que se piensa que es una estrella binaria que emite pulsos de luz a medida que las dos estrellas interactúan.. Crédito de la imagen: NASA/ESA/ J. Muzerolle (STScI)
Sus observaciones de la nube de Perseo revelaron una serie de Estrellas Clase 0 y Clase I ― aquellas que tienen menos de 500.000 años y 500.000 a 1 millón de años, respectivamente ― que estaban rodeadas de capullos en forma de huevo. Estas observaciones se combinaron con los resultados de VANDAM y otras encuestas de las regiones de formación estelar ―incluyendo el Gould Belt Survey y los datos recopilados por el instrumento SCUBA-2 en el James Clerk Maxwell Telescope en Hawai.
A partir de esto, crearon un censo de estrellas dentro de la nube de Perseo, que incluyó 55 estrellas jóvenes en 24 sistemas de múltiples estrellas (todos excepto cinco de ellos binarios) y 45 sistemas de una sola estrella. Lo que observaron fue que todos los sistemas binarios ampliamente separados - separados por más de 500 UA ― eran sistemas muy jóvenes que contenían dos estrellas Clase 0 que tendían a alinearse con el eje largo de sus núcleos densos en forma de huevo.
Mientras tanto, las estrellas binarias Clase I, ligeramente más viejas, estaban más juntas (separadas por aproximadamente 200 UA) y no tenían la misma tendencia en cuanto a su alineación. A partir de esto, los autores del estudio comenzaron a modelar matemáticamente múltiples escenarios para explicar esta distribución, y concluyeron que todas las estrellas con masas comparables a nuestro Sol comienzan como binarios de clase 0 amplios. Además, concluyeron que el 60% de estos se dividió en el tiempo, mientras que el resto se redujo para formar binarios ajustados.
"A medida que el huevo se contrae, la parte más densa del huevo estará hacia el medio, y que forma dos concentraciones de densidad a lo largo del eje central", dijo Stahler. "Estos centros de mayor densidad en algún momento se derrumban sobre sí mismos debido a su auto-gravedad para formar estrellas Clase 0. "Dentro de nuestra imagen, las únicas estrellas de baja masa y de sol no son primordiales. Son el resultado de la desintegración de binarios."
Las dos estrellas más brillantes de la constelación Centaurus, el sistema de estrellas binarias de Alpha Centauri. Crédito de la imagen: Wikipedia Commons/Skatebiker
Los descubrimientos de esta naturaleza nunca antes habían sido vistos ni probados. También implican que cada núcleo denso dentro de un vivero estelar (es decir, los capullos en forma de huevo, que típicamente comprenden unas pocas masas solares) convierte el doble de material en estrellas que se pensaba anteriormente. Como Stahler comentó:
"La clave aquí es que nadie miró antes de manera sistemática en la relación de las estrellas jóvenes reales con las nubes que las generan. Nuestro trabajo es un paso adelante en la comprensión de cómo se forman los binarios y también el papel que juegan los binarios en la evolución estelar temprana. Ahora creemos que la mayoría de las estrellas, que son bastante similares a nuestro propio sol, forman como binarios. Creo que tenemos la evidencia más sólida hasta la fecha para esta afirmación ".
Estos nuevos datos también podrían ser el comienzo de una nueva tendencia, en la que los astrónomos dependen de radiotelescopios para examinar regiones densas de formación estelar con la esperanza de presenciar más en forma de formaciones estelares. Con las recientes mejoras en el VLA y en el Arreglo de milimetros / submilimetros de Atacama (ALMA) en Chile, y los datos en curso proporcionados por la encuesta SCUBA-2 en Hawai, estos estudios podrían llegar más pronto que tarde.
Otra implicación interesante del estudio tiene que ver con algo conocido como la "hipótesis de Némesis". En el pasado, los astrónomos han conjeturado que una estrella compañera llamada "Némesis" existía dentro de nuestro Sistema Solar. Esta estrella fue llamada así porque la teoría sostenía que era responsable de patear el asteroide que causó la extinción de los dinosaurios en la órbita de la Tierra. Por desgracia, todos los intentos de encontrar Némesis terminaron en fracaso.
Impresión del artista del sistema binario de la estrella de Sirio, una estrella enana blanca en órbita alrededor de Sirio (una supergigante blanca). Crédito de la imagen: NASA, ESA and G. Bacon (STScI)
Como Steven Stahler indicó, estos hallazgos podrían interpretarse como una nueva toma de la teoría de Némesis:
"Estamos diciendo, sí, probablemente hubo una Némesis, hace mucho tiempo. Hicimos una serie de modelos estadísticos para ver si podríamos explicar las poblaciones relativas de estrellas solteras jóvenes y binarios de todas las separaciones en la nube molecular de Perseo, y el único modelo que podría reproducir los datos fue uno en el que todas las estrellas forman inicialmente Binarios amplios. Estos sistemas entonces se encogen o se separan en un millón de años ".
Así, mientras que sus resultados no apuntan hacia una estrella alrededor de la extinción de los dinosaurios, es posible (e incluso muy plausible) que hace miles de millones de años, los planetas solares orbitaban alrededor de dos estrellas. Uno puede imaginar qué implicaciones esto podría tener para la historia temprana del sistema solar y cómo pudo haber afectado la formación planetaria. ¡Pero eso será el tema de futuros estudios, sin duda!
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